(57)【要約】【課題】  安価で簡単かつ小型の構造の圧着装置とするために、安価で小型の圧力センサの提供を目的とする。【解決手段】  圧力を測定する圧力センサ１であって、ピエゾフィルム３と、このピエゾフィルム３の両面に設けられ圧力を受ける電極部材９と、この電極部材９から引き出されたリード線１１とで形成されている。【選択図】      図３
2006017579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を測定する圧力センサであって、ピエゾフィルムと、このピエゾフィルムの両面に設けられ圧力を受ける電極部材と、この電極部材から引き出されたリード線とで形成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
請求項１記載の圧力センサであって、複数枚の前記ピエゾフィルムが、電極部材を介して積層されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の圧力センサであって、前記ピエゾフィルムと前記電極部材とが、底壁とこの底壁の外周端から立ち上がる周壁とで形成されたケース内に収納されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の圧力センサであって、前記ピエゾフィルムが環状に形成されていることを特徴とする圧力センサ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧力センサが用いられた圧着装置であって、前記圧着装置が、電線端末に端子を圧着するクリンパとアンビルからなる圧着部と、前記クリンパをアンビルに対して接離させて端子を圧着する駆動部と、前記駆動部と前記クリンパとを連結し駆動部の駆動によりクリンパを上下動させる連結部とを有し、前記連結部が駆動部の駆動により上下動するラムと、前記クリンパを支持すると共に、前記ラムに連結・装着されるシャンクホルダとからなり、前記圧力センサが前記ラムに内蔵されていることを特徴とする圧着装置。
【請求項６】
請求項５記載の圧着装置であって、前記ラムに取付凹部が設けられ、該取付凹部内に前記圧力センサが配置されていることを特徴とする圧着装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧力センサが用いられた圧着装置であって、前記圧着装置が電線端末に端子を圧着するクリンパとアンビルからなる圧着部と、クリンパをアンビルに対して接離させて端子を圧着する駆動部と、前記駆動部と前記クリンパとを連結し駆動部の駆動によりクリンパを上下動させる連結部と、前記アンビルを支持する受け部とを有し、前記受け部が上板と下板とからなり、前記圧力センサが前記上板と前記下板との間に内蔵されていることを特徴とする圧着装置。
【請求項８】
圧力を測定する圧力センサの製造方法であって、薄膜状の銅電極部材に導電性の接着剤を塗布し、銅電極部材上にピエゾフィルムを貼りつけた複数枚のセンサ膜体を積層してセンサ本体を形成し、底壁と底壁の外周端から立ち上がる周壁とで形成されたケース内に、前記センサ本体を収納し、前記電極部材に接続されたリード線をケースの外方に引き出すと共に、ケース内に接着樹脂を充填させた状態で、前記センサ本体に予圧を付与して前記接着樹脂を固形化したことを特徴とする圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力を測定する圧力センサ、この圧力センサが用いられ電線端末に端子を圧着する圧着装置、圧力センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電線端末に端子金具を圧着接続する際に、圧着工程で圧着不良が生じることがあり、この圧着不良を検出するために圧着不良検出装置が用いられている。このような圧着不良検出装置が組み込まれた圧着装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された圧着装置は、端子の圧着時の反力により変形する圧着装置の構成部品の変形量を位置検出装置を用いて特性値として検出し圧着状態の良否の判別を行うようになっている。
【０００４】
この装置によれば、ロードセルや水晶、セラミック等からなる圧力センサ等の高価な装置を必要とすることなく、既存の端子圧着装置に簡単な改良を加えるだけで特性値を検出できるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−３５６２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記した圧着装置では、構成部品の変形量を位置検出装置によって測定しているが、一般に、圧着時等の圧力を測定するための圧力センサとしては、上記したように、水晶や、セラミック等から形成されるものや、ロードセルが一般的に用いられている。水晶や、セラミック等から形成される圧力センサは、水晶やセラミックの加工精度が要求されるため、製造が非常に難しく、このために高価なものとなっている。このような、高価な圧力センサを圧着装置に用いると、端子圧着装置自体も高価なものになってしまう。
【０００６】
また、ロードセルは、金属体に歪みゲージを貼りつけて金属体の変形によって発生した電位を測定するので一般に大型であり小型にすることができない。このため、これを圧着装置に用いると、圧着装置自体も大型になってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、安価で簡単かつ小型の構造の端子圧着装置とするために、安価で小型の圧力センサの提供を目的とし、安価で小型の圧力センサを用いた端子圧着装置、並びに、圧力センサの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、圧力を測定する圧力センサであって、ピエゾフィルムと、このピエゾフィルムの両面に設けられ圧力を受ける電極部材と、この電極部材から引き出されたリード線とで形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この圧力センサは、電極部材の両面に、ピエゾフィルムを例えば接着等によって貼りつけて形成されている。ピエゾフィルムは、圧電効果を有するプラスチックＰＶＤＦ（Polyvinylidene fluoride）で形成されており、比較的安価で一般に市販されている。従って、ピエゾフィルムを用いた圧力センサも安価になる。また、ピエゾフィルムを電極部材の両面に、例えば貼りつけるだけで形成することができるので、構造が簡単になると共に、小型のものを製造することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の圧力センサであって、複数枚の前記ピエゾフィルムが、電極部材を介して積層されていることを特徴とする。
【００１１】
この圧力センサでは、複数枚の電極部材を介して、薄膜状のピエゾフィルムを積層することで、測定結果をより精度良く測定することができる。また、薄膜状のピエゾフィルムを積層するので、小型の圧力センサとすることが可能となる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の圧力センサであって、前記ピエゾフィルムと前記電極部材とが、底壁とこの底壁の外周端から立ち上がる周壁とで形成されたケース内に収納されていることを特徴とする。
【００１３】
この圧力センサでは、電極部材の両面に例えば貼りつけられたピエゾフィルムを、電極部材と共に、ケース内に収納することにより、圧力センサとしての取り扱い性が向上し、圧力を測定する部位に容易に配設することが可能となる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の圧力センサであって、前記ピエゾフィルムが環状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
この圧力センサでは、環状のピエゾフィルムを例えば貼りつける電極部材も環状に形成することで、環状の中心にボルト等を挿通させることができ、一本のボルト等により圧力を測定する部位に容易に取り付けることができる。また、圧力を測定する面が、環状に形成されているので、圧力を周方向の全域で受けることができ、測定によるバラツキを低減することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の圧力センサが用いられた圧着装置であって、前記圧着装置が、電線端末に端子を圧着するクリンパとアンビルからなる圧着部と、前記クリンパをアンビルに対して接離させて端子を圧着する駆動部と、前記駆動部と前記クリンパとを連結し駆動部の駆動によりクリンパを上下動させる連結部とを有し、前記連結部が駆動部の駆動により上下動するラムと、前記クリンパを支持すると共に、前記ラムに連結・装着されるクリンパホルダとからなり、前記圧力センサが前記ラムに内蔵されていることを特徴とする。
【００１７】
この圧着装置では、安価で小型化が可能なピエゾフィルムを用いた圧力センサがラムに内蔵されているので、装置自体も大型化することがなく、低コストで圧着装置を製造することができる。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項５記載の圧着装置であって、前記ラムに取付凹部が設けられ、該取付凹部内に前記圧力センサが配置されていることを特徴とする。
【００１９】
この圧着装置では、ラムに取付凹部を設けるだけで、圧力センサを組み込むことができる。これにより、既存の圧着装置のわずかな改良で、しかも安価な圧力センサを組み込むことができるので圧着装置を低コストで製造することができる。
【００２０】
請求項７の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧力センサが用いられた圧着装置であって、前記圧着装置が電線端末に端子を圧着するクリンパとアンビルからなる圧着部と、クリンパをアンビルに対して接離させて端子を圧着する駆動部と、前記駆動部と前記クリンパとを連結し駆動部の駆動によりクリンパを上下動させる連結部と、前記アンビルを支持する受け部とを有し、前記受け部が上板と下板とからなり、前記圧力センサが前記上板と前記下板との間に内蔵されていることを特徴とする。
【００２１】
この圧着装置では、安価で小型化が可能なピエゾフィルムを用いた圧力センサが受け部の上板と下板との間に内蔵されているので、装置自体も大型化することがなく、低コストで圧着装置を製造することができる。
【００２２】
請求項８の発明は、圧力を測定する圧力センサの製造方法であって、薄膜状の銅電極に導電性の接着剤を塗布し、銅電極上にピエゾフィルムを貼りつけた複数枚のセンサ膜体を積層してセンサ本体を形成し、底壁と底壁の外周端から立ち上がる周壁とで形成されたケース内に、前記センサ本体を収納し、前記電極に接続されたリード線をケースの外方に引き出すと共に、ケース内に接着樹脂を充填させた状態で、前記センサ本体に予圧を付与して前記接着樹脂を固形化したことを特徴とする。
【００２３】
この圧力センサの製造方法では、銅電極に導電性の接着剤でピエゾフィルムを貼りつけて形成した複数枚のセンサ膜体を積層してセンサ本体を形成し、これをケース内に収納して接着樹脂で固定するだけで製造できるので、安価の圧力センサを容易に製造することができる。また、センサ本体に予圧を付与することで、ケース内での隙間を除去するので、測定結果の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明によれば、一般に市販されている安価なピエゾフィルムを用いて製造するので、安価な圧力センサとなり、また、ピエゾフィルムを電極部材の両面に、例えば貼りつけるだけで形成することができるので、構造が簡単になると共に、小型のものを製造することができ、種々の形態の部位に簡単に設けることができる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、複数枚の電極部材を介して、薄膜状のピエゾフィルムを積層することで、測定結果をより精度良く測定することができ、薄膜状のピエゾフィルムを積層するので、小型の圧力センサとすることが可能となる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、電極部材の両面に例えば貼りつけられたピエゾフィルムを、電極部材と共に、ケース内に収納することにより、圧力センサとしての取り扱い性が向上し、圧力を測定する部位に容易に配設することが可能となる。
【００２７】
請求項４の発明によれば、環状のピエゾフィルムを例えば貼りつける電極部材も環状に形成することで、環状の中心にボルト等を挿通させることができ、一本のボルト等により圧力を測定する部位に容易に取り付けることができ、圧力を測定する面が、環状に形成されているので、圧力を周方向の全域で受けることができ、測定によるバラツキを低減することができる。
【００２８】
請求項５の発明によれば、安価で小型化が可能なピエゾフィルムを用いた圧力センサがラムに内蔵されているので、圧着装置自体も大型化することがなく、低コストで製造することができる。
【００２９】
請求項６の発明によれば、圧着装置のラムに取付凹部を設けるだけで、圧力センサを組み込むことができる。これにより、既存の圧着装置のわずかな改良で、しかも安価な圧力センサを組み込むことができるので圧着装置を低コストで製造することができる。
【００３０】
請求項７の発明によれば、安価で小型化が可能なピエゾフィルムを用いた圧力センサが上板と下板との間に内蔵されているので、圧着装置自体も大型化することがなく、低コストで製造することができる。
【００３１】
請求項８の発明によれば、銅電極部材に導電性の接着剤でピエゾフィルムを貼りつけて形成した複数枚のセンサ膜体を積層してセンサ本体を形成し、これをケース内に収納して接着樹脂で固定するだけで製造できるので、安価の圧力センサを容易に製造することができる。また、センサ本体に予圧を付与することで、ケース内での隙間を除去するので、測定結果の信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、ピエゾフィルム３を示す平面図、図２はピエゾフィルム３と電極部材９とを積層した状態を示す断面図、図３は積層したピエゾフィルム３、電極部材９と、これらが収納されるケース１９を示す断面図、図４は圧力センサを示す断面図である。
【００３３】
本実施形態の圧力センサ１は、ピエゾフィルム３と、このピエゾフィルム３の両面５、７に設けられ圧力を受ける電極部材９と、この電極部材９から引き出されたリード線１１とで形成されている。ピエゾフィルム３は、図１に示すように、一枚のフィルム状のプラスチックＰＶＤＦ（Polyvinylidene fluoride）１３から中心部にねじ挿通孔５７を設けた環状に加工形成されている。また、このピエゾフィルム３の両面５、７に設けられる電極部材９も中心にねじ挿通孔５９が設けられた環状に形成されている。さらに、本実施形態では、電極部材９上にピエゾフィルム３を貼りつけた複数枚のセンサ膜体３５を積層して、すなわち、２枚のピエゾフィルム３ａ、３ｂが３枚の電極部材９ａ、９ｂ、９ｃを介して積層されてセンサ本体１５が形成されている。センサ本体１５は、図３に示すように、最上層と最下層の電極部材９が導体１７によって導通接続され、最上層の電極部材９ａと中段の電極部材９ｂとがリード線１１にそれぞれ接続されている。また、センサ本体１５は、環状のケース１９内に収納されている。ケース１９は、中心部にねじ挿通孔６１が設けられた環状の底壁２１と、この底壁２１の外周端から立ち上がる周壁２３とで形成されるケース本体２５と、このケース本体２５の上部開口２７を閉塞するカバー２９とで形成されている。
【００３４】
また、２本のリード線１１ａ，１１ｂのうち１本は最上層の電極部材９ａに半田付け等により導通接続され、他の１本は中段の電極部材９ｂに半田付け等により導通接続されている。この場合、図５及び図６に示すように、上側のピエゾフィルム３ａと電極部材９ａの周方向の一部を切り欠いて切欠部３１を形成し、中段の電極部材９ｂと他のリード線１１ｂとを導通接続している。
【００３５】
次に、上記の圧力センサ１の製造方法について説明する。
【００３６】
先ず、一枚のピエゾフィルム１３から、環状のピエゾフィルム３を形成する。この場合、打ち抜きであっても切断加工のいずれでも加工することができる。次に、環状のピエゾフィルム３ａ、３ｂと同形状の銅製の電極部材９ａ、９ｂ、９ｃに導電性の接着剤を塗布し、銅製の電極部材９ａ、９ｂ、９ｃ上にピエゾフィルム３ａ、３ｂを貼りつけた複数枚のセンサ膜体３５を積層してセンサ本体１５を形成する。そして、底壁２１と底壁２１の外周端から立ち上がる周壁２３とで形成された環状のケース内１９に、センサ本体１５を収納し、電極部材９ａ、９ｂに接続されたリード線１１をケース１９の外方に引き出すと共に、ケース１９内に接着樹脂を充填させた状態で、センサ本体１５に予圧を付与して接着樹脂を固形化する。これにより、圧力センサ１が製造される。
【００３７】
次に、上記圧力センサ１を用いた圧着装置３７について説明する。
【００３８】
図７に示すように、本実施形態の圧着装置３７は、電線端末に端子を圧着するクリンパ３９とアンビル４１からなる圧着部４３と、クリンパ３９をアンビル４１に対して接離させて端子を圧着する駆動部４５と、駆動部４５とクリンパ３９とを連結し駆動部４５の駆動によりクリンパ３９を上下動させる連結部４７とを有している。連結部４７は、図８に示すように、駆動部４５の駆動により上下動するラム４９と、クリンパ３９を支持すると共に、ラム４９に連結・装着されるシャンクホルダ（クリンパホルダ）５１とからなり、圧力センサ１はラム４９に内蔵されている。
【００３９】
図９に示すように、ラム４９の下端側（シャンクホルダ５１側）には、圧力センサ１が嵌合する取付凹部５３が設けられ、この取付凹部５３の中心部には、ねじ孔５５が形成されている。そして、圧力センサ１を取付凹部５３にはめ込み、ボルト６３を挿通孔６１内に挿通させ、ねじ孔５５に螺合することにより、圧力センサ１がラム４９に取り付けられる。この場合、圧力センサ１には、ボルト６３を締め付けることによって予圧が付与されており、この予圧を付与することにより、ケース１９の内壁とセンサ本体１５との隙間が無くなり、圧力センサ１５による正確な検出が可能となる。
【００４０】
ラム４９に取り付けられた圧力センサ１は、駆動部４５によって駆動されてラムがシャンクホルダ５１を押圧する際に、その押圧力を検知することで圧着不良等を検知することができる。すなわち、図１０に示すように、圧力センサ１からの基準となる出力波形Ａに対して、出力波形Ｂが出力されると、基準波形Ａより出力が下回ったことで正規な圧着状態ではないと検知することができる。
【００４１】
次に、上記圧力センサを用いた他の圧着装置６５について説明する。
【００４２】
図１１に示すように、本実施形態の圧着装置６５は、電線端末に端子を圧着するクリンパとアンビル（不図示）からなる圧着部６７と、クリンパをアンビルに対して接離させて端子を圧着する駆動部６９と、駆動部６９とクリンパとを連結し駆動部６９の駆動によりクリンパを上下動させる連結部７１と、アンビルを支持する受け部７３とを有している。受け部７３は、図１２に示すように、上板７５と下板７７とからなり、圧力センサ１が上板７５と下板７７との間に内蔵されている。
【００４３】
下板７７には、取付凹部７９が形成されており、この取付凹部７９内に圧力センサ１と、この圧力センサ１から引き出されたリード線１１とが収容されている。また、上板７５にはねじ挿通孔８１、８１、８１が設けられている。下板７７には、ねじ挿通孔８１、８１、８１と同位置にねじ孔８３、８３、８３が設けられ、これらのねじ孔８３、８３、８３のうちの一つは、取付凹部７９に設けられている。また、取付凹部７９の深さＬは、圧力センサ１の厚み寸法と同寸法に設定されている。
【００４４】
そして、下板７７の取付凹部７９に上板７５のねじ挿通孔８１を挿通したねじ８５で取り付けられた圧力センサ１は、駆動部６９の駆動力で降下するクリンパからの押圧力を上板７５を介して検知することで、圧着不良か否かを検知することができる。圧着不良か否かを検知する方法は、前述した圧着装置３７と同様である。
【００４５】
以上説明した本実施形態の圧力センサ１は、一般に市販されている安価なピエゾフィルム３を用いて製造するので、安価な圧力センサ１となり、また、ピエゾフィルム３を電極部材９の両面に、貼りつけるだけで形成することができるので、構造が簡単になると共に、小型のものを製造することができる。
【００４６】
また、複数枚の電極部材９ａ、９ｂ、９ｃを介して、薄膜状のピエゾフィルム３ａ、３ｂを積層することで、測定結果をより精度良く測定することができ、薄膜状のピエゾフィルム３ａ、３ｂを積層するので、小型の圧力センサ１とすることが可能となる。
【００４７】
また、電極部材９の両面に例えば貼りつけられたピエゾフィルム３を、電極部材９と共に、ケース１９内に収納することにより、圧力センサ１としての取り扱い性が向上し、圧力を測定する部位に容易に配設することが可能となる。
【００４８】
さらに、環状のピエゾフィルム３を例えば貼りつける電極部材９も環状に形成することで、環状の中心にボルト６３等を挿通させることができ、一本のボルト６３等により圧力を測定する部位に容易に取り付けることができ、圧力を測定する面が、環状に形成されているので、圧力を周方向の全域で受けることができ、測定によるバラツキを低減することができる。
【００４９】
また、安価で小型化が可能なピエゾフィルム３を用いた圧力センサ１がラム４９に内蔵されているので、圧着装置３７自体も大型化することがなく、低コストで製造することができる。
【００５０】
また、圧着装置６５においても、安価で小型化が可能なピエゾフィルム３を用いた圧力センサ１が上板７５と下板７７との間に内蔵されているので、圧着装置６５自体も大型化することがなく、低コストで製造することができる。
【００５１】
さらに、圧着装置３７のラム４９に取付凹部５３を設けるだけで、圧力センサ１を組み込むことができる。これにより、既存の圧着装置のわずかな改良で、しかも安価な圧力センサ１を組み込むことができるので圧着装置３７を低コストで製造することができる。
【００５２】
また、圧着装置６５においても、下板７７に取付凹部７９を設けるだけで、圧力センサを組み込むことができるので、既存の圧着装置のわずかな改良で、しかも安価な圧力センサ１を組み込むことができ、圧着装置６５を低コストで製造することができる。
【００５３】
また、銅電極部材９に導電性の接着剤でピエゾフィルム３を貼りつけて形成した複数枚のセンサ膜体３５を積層してセンサ本体１５を形成し、これをケース１９内に収納して接着樹脂で固定するだけで製造できるので、安価の圧力センサ１を容易に製造することができる。また、センサ本体１に予圧を付与することで、ケース内での隙間を除去するので、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、ラム４９に取付凹部５３を設けて、ラム４９に内蔵したが、ラム４９に隙間の小さなスリットを設けて、このスリット間に圧力センサ１を配置しても良い。
【００５５】
また、上記実施形態では、中心にねじ挿通孔を有した環状のピエゾフィルムを用いて圧力センサを形成したが、必ずしも環状出なくても良く、種々の形状に加工した圧力センサとすることができる。
【００５６】
さらに、上記実施形態では、３枚の銅電極９ａ、９ｂ，９ｃと２枚のピエゾフィルム３ａ、３ｂを用いた圧力センサ１の例を示したが、これに限らず、ピエゾフィルム３を２枚以上、銅電極９を３枚以上用いたものでも良く、１枚の銅電極の両面に２枚のピエゾフィルム３を貼りつけたものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】一枚のピエゾフィルムを示す平面図である。
【図２】ピエゾフィルムと電極部材とを積層する状態を示す断面図である。
【図３】ピエゾフィルムと電極部材とを積層した状態でケースに収納する状態を示す断面図である。
【図４】圧力センサを示す断面図である。
【図５】ピエゾフィルムと電極部材とを示す平面図である。
【図６】ピエゾフィルムと電極部材とを示す断面図である。
【図７】圧着装置の全体を示す正面図である。
【図８】圧着装置の連結部を拡大した状態で示す正面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って切断した断面図である。
【図１０】圧力センサからの出力波形を示す線図である。
【図１１】他の種類の圧着装置の全体を示す正面図である。
【図１２】他の種類の圧着装置の上板と下板とを示す斜視図である。
【図１３】上板と下板との間に圧力センサが内蔵された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  圧力センサ
３（３ａ、３ｂ）  ピエゾフィルム
９（９ａ、９ｂ、９ｃ）  電極部材
１１  リード線
３７  圧着装置
３９  クリンパ
４１  アンビル
４３  圧着部
４５  駆動部
４７  連結部
４９  ラム
【図１】
2006017579.tif 000003
【図２】
2006017579.tif 000004
【図３】
2006017579.tif 000005
【図４】
2006017579.tif 000006
【図５】
2006017579.tif 000007
【図６】
2006017579.tif 000008
【図７】
2006017579.tif 000009
【図８】
2006017579.tif 000010
【図９】
2006017579.tif 000011
【図１０】
2006017579.tif 000012
【図１１】
2006017579.tif 000013
【図１２】
2006017579.tif 000014
【図１３】
2006017579.tif 000015